重卡輪轂關鍵尺寸的檢測

陳亞軍，郭建峰

（ 1.甘肅機電職業技術學院，甘肅天水 741000；2.中核蘭鈾公司，甘肅蘭州 730060）

重卡輪轂關鍵尺寸的檢測

陳亞軍1，郭建峰2

（ 1.甘肅機電職業技術學院，甘肅天水 741000；2.中核蘭鈾公司，甘肅蘭州 730060）

某重卡輪轂結構形狀復雜，其中一關鍵尺寸采用普通量具和尺寸鏈計算法難以檢測也無法確保測量精度。采用三坐標測量儀對其進行檢測，可以精確、簡便地獲得目標尺寸。此測量方法可用于工業中復雜、高精工件尺寸的測量。

尺寸鏈；測量精度；三坐標測量儀

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.58

0 前言

某重卡輪轂使用中須承受較大沖擊載荷及轉矩的作用，安裝在輪轂內部的兩套圓錐滾子軸承極易因摩擦熱過大而出現潤滑不良引發的過熱燒傷變形及斷裂失效現象。在輪轂軸承安裝使用中發現，兩軸承的軸向游隙尺寸極大程度地影響著軸承的潤滑及散熱。因此，在重卡輪轂的生產制造過程及工作中的檢修階段，必須嚴格檢測安裝兩圓錐滾子軸承所在位置的軸向游隙尺寸，進而判斷軸承是否處于良好的潤滑狀態，否則須重新加工或修理輪轂尺寸，以確保軸承軸向游隙尺寸在合理范圍。

1 影響軸承軸向游隙尺寸的因素

重卡輪轂結構如圖1所示。其中A，B面兩端分別安裝兩套起支撐和減小摩擦力作用的圓錐滾子軸承。由于圓錐滾子軸承為標準件，寬度為確定值。當H0增大時，軸向游隙尺寸減小，軸承易因潤滑不良出現燒傷變形及失效；反之，若H0減小，軸向游隙尺寸則會增大，軸承潤滑條件將會提升，但此時輪轂所受載荷將會增大且其內部隨著空間的減小散熱條件也將變差。所以，為綜合考慮軸承潤滑條件和輪轂散熱及受力狀況，必須嚴格精確控制H0尺寸。

圖1 重卡輪轂結構

2 利用尺寸鏈法求解H0的設計尺寸

尺寸鏈分析是保證機器裝配質量的重要方法，在制訂機械加工工藝過程和保證裝配精度中都起著很重要的作用。在零件加工或機器裝配過程中，封閉環尺寸具體的算法為：

（1）封閉環的基本尺寸=各增環基本尺寸之和-各減環的基本尺寸之和，見式（1）。

式中：A0為封閉環的基本尺寸；為增環的基本尺寸；為減環的基本尺寸；m為增環的數目；n為包含封閉環在內的總環數。

（2）封閉環的上偏差=各增環的上偏差之和-各減環的下偏差之和，見式（2）。

（3）封閉環的下偏差=各增環的下偏差之和-各減環的上偏差之和。

（4）封閉環的公差等于各組成環的公差之和，亦等于封閉環的上偏差減去封閉環的下偏差。

由圖1知，H1，H4和H總組成一尺寸鏈，如圖2所示。當H1和H4被測知后，H總的計算見式（5）。

同時，H2，H0，H3和H總也組成一封閉尺寸鏈，如圖3所示。當H2，H3，H總的尺寸確定后，封閉環H0的計算見式（6）。

根據設計尺寸，采用以上方法可以計算出H0的尺寸范圍，指導生產設計和檢修工作，確保軸承合理的軸向游隙尺寸及輪轂的散熱條件。

3 利用三坐標測量儀測量H0

選 用 ZEISS公 司CONTURA G3三坐標測量儀，測量精度0.0001 mm。該設備在產品測繪過程中，往往不能在同一坐標系將產品的幾何數據一次測出。原因一是產品尺寸超出測量機的行程，二是測量探頭不能觸及產品的反面。本重卡輪轂受自身結構形狀及測量行程和探頭尺寸的影響，無法直接測得H0，故采用間接測量的方法計算H0。具體步驟是：

圖2 H總的封閉尺寸鏈

（1）先測量H2尺寸。對三坐標儀完成坐標尺寸設定后，將輪轂置于工作臺上，先后測得多個H2尺寸，然后求其平均值。

圖3 H0的封閉尺寸鏈

（2）分別測出H1，H3，H4。將輪轂反轉后置于工作臺上，先后多次測量H1，H3，H4，然后帶入式（7）求其平均值。

（3）計算H0的間接測量尺寸H0，H=（H1+H4）-（H2+H3），將計算值H0與設計值H0比較：若H0+H0EI＜H′0＜H0＜H0ES，輪轂上H0的間接測量尺寸H0大小合理，滿足軸承軸向游隙需求及輪轂散熱所需。否則，需重新修配。

4 結語

為檢測重卡輪轂上的關鍵尺寸，特選用三坐標測量儀進行檢測。此方法檢測精度高，運算量小，設備操作簡單快捷，適用于復雜且精度要求較高的工件重要尺寸的加工與檢測。

［1］張松林.最新軸承安裝手冊［M］.北京：電子工業出版社，2007.

［2］徐振高，蔣向前.互換性與測量技術［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［3］荊長生，機械制造工藝學［M］.西安：西北工業大學出版社，1997.

U463.343

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〔編輯 李 波〕